(57)【要約】【課題】  たとえグリース切れが生じても、応急的に摺動を維持して、スラストワッシャやころワッシャ、ころガイド等の、トラニオン軸ところとをそれぞれの軸方向に支持または案内する支持案内部材が直ちに摩耗や焼き付きを生じない十字軸継手を提供する。【解決手段】  十字軸継手の、軸受けケース２の凹部２１の底面２３と、十字軸１のトラニオン軸１１の先端面１３との間に配設されるスラストワッシャ４の、先端面１３と当接する面４１、上記底面２３と、ころ３の端面３１との間に配設されるころワッシャ５の、端面３１と対向する面５１、および上記凹部２１の入口２４に配設されるころガイド６の、ころ３の端面３２と当接する面６１のいずれかを、ビッカース硬さＨｖが１０００以上、摩擦係数μが０．２５以下の被膜８によって被覆した。【選択図】  図１
2006017283.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円柱状の４つのトラニオン軸を十字状に配設した形状を有する十字軸と、各トラニオン軸を個別に受容する有底円筒状の凹部を有する４つの軸受ケースとを備え、かつ各トラニオン軸の、円柱の外周面に設けられる内側軌道面と、この内側軌道面と一定の間隔をあけて対向するように、各軸受けケースの凹部の筒状の内周面に設けられる外側軌道面との間に、その軸線をトラニオン軸と平行に向けて複数のころが配設される十字軸継手であって、上記トラニオン軸ところとを、それぞれの軸方向に支持または案内する支持案内部材を有すると共に、この支持案内部材の、トラニオン軸またはころを支持または案内する面、およびトラニオン軸またはころの、支持案内部材によって支持または案内される面のうちの少なくとも一方が、ビッカース硬さＨｖが１０００以上、摩擦係数μが０．２５以下の被膜によって被覆されていることを特徴とする十字軸継手。
【請求項２】
被膜が、ダイヤモンドライクカーボン膜、窒化クロム膜、または窒化チタン膜である請求項１記載の十字軸継手。
【請求項３】
支持案内部材が、トラニオン軸の先端面と軸受ケースの凹部の底面との間に配設されるスラストワッシャであって、このスラストワッシャの、トラニオン軸の先端面と当接する面、およびトラニオン軸の、スラストワッシャと当接する先端面のうちの少なくとも一方が、ビッカース硬さＨｖが１０００以上、摩擦係数μが０．２５以下の被膜によって被覆されている請求項１記載の十字軸継手。
【請求項４】
支持案内部材が、ころの、トラニオン軸の先端面側の端面と、軸受ケースの凹部の底面との間に配設されるころワッシャであって、このころワッシャの、ころの端面と対向する面、およびころの、ころワッシャと対向する端面のうちの少なくとも一方が、ビッカース硬さＨｖが１０００以上、摩擦係数μが０．２５以下の被膜によって被覆されている請求項１記載の十字軸継手。
【請求項５】
支持案内部材が、軸受ケースの凹部の入口に配設されて、ころの、トラニオン軸の先端面側と反対側の端面と当接するころガイドであって、このころガイドの、ころの端面と当接する面、およびころの、ころガイドと当接する端面のうちの少なくとも一方が、ビッカース硬さＨｖが１０００以上、摩擦係数μが０．２５以下の被膜によって被覆されている請求項１記載の十字軸継手。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、十字軸を介して２軸間を回転可能に接続するための十字軸継手に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、鉄鋼圧延機、鉄道車輌、自動車等において動力伝達に用いる駆動軸には、その両端に、当該駆動軸を入力軸および出力軸と接続するために、十字軸継手が組み込まれる。図６は、従来の十字軸継手の一例を示す一部切り欠き正面図である。また図７は、上記十字軸継手の一部を拡大した断面図である。
図６を参照して、十字軸継手は、円柱状の４つのトラニオン軸９１１を十字状に配設した形状を有する十字軸９１と、各トラニオン軸９１１を受容する有底円筒状の凹部９２１を有する４つの軸受ケース９２とを備えると共に、各トラニオン軸９１１の、円柱の外周面に設けられる内側軌道面９１２と、この内側軌道面９１２と一定の間隔をあけて対向するように、各軸受ケース９２の凹部９２１の筒状の内周面に設けられる外側軌道面９２２との間の空間内に、その軸線をトラニオン軸９１１の軸線と平行に向けて複数のころ９３が配設された構造を有している。上記各部は、いずれも軸受鋼等の金属によって形成される。
【０００３】
各トラニオン軸９１１の先端面９１３と軸受ケース９２の凹部９２１の底面９２３との間には、両者の間に介在して、トラニオン軸９１１をその軸方向に支持するためのスラストワッシャ９４が配設され、ころ９３の、トラニオン軸９１１の先端面９１３側の端面９３１と、軸受ケース９２の凹部９２１の底面９２３との間には、両者の間に介在して、ころ９３をその軸方向に案内するためのころワッシャ９５が配設される。また、軸受ケース９２の凹部９２１の入口９２４には、ころ９３の、トラニオン軸９１１の先端面側と反対側の端面９３２と当接することで、ころ９３をその軸方向に支持するためのころガイド９６が配設される。さらに、ころガイド９６とトラニオン軸９１１との間には、ころ９３が配設される内側軌道面９１２と外側軌道面９２２との間の空間にグリースを充てんした状態で、外部から遮蔽するためのオイルシール９７が嵌め合わされる。
【０００４】
スラストワッシャ９４は、例えばポリアセタール〔ポリプラスチック(株)製のジュラコン（登録商標）等〕などの、いわゆるエンジニアリングプラスチックや、あるいは金属等によって形成される。また、ころワッシャ９５ところガイド９６は通常、金属によって形成される。
上記の十字軸継手によれば、図において、十字軸９１の中心点を挟んで上下方向に伸びる２つのトラニオン軸９１１に嵌め合わせた２つの軸受ケース９２を、一方の軸の軸端に設けたヨーク（図示せず）に固定し、かつ十字軸９１の中心点を挟んで上記と直交する左右方向に伸びる２つのトラニオン軸９１１に嵌め合わせた２つの軸受ケース９２を、他方の軸の軸端に設けたヨーク（図示せず）に固定することによって、上記両軸を、例えばその軸線を交差させた状態で、回転可能に接続することができる。
【０００５】
十字軸継手の回転時に、十字軸９１と軸受ケース９２とは、互いに略一致する両者の中心軸を中心として、一定角度の左右回転を繰り返す。そしてその際に、スラストワッシャ９４は、軸受ケース９２の凹部９２１の底面９２３と、トラニオン軸９１１の先端面９１３との間に挟まれて、トラニオン軸９１１からスラスト荷重を受けながら、十字軸９１と軸受ケース９２との間で繰り返し摺動される。そのため、グリース切れが発生すると、スラストワッシャ９４が摩耗したり、金属製のスラストワッシャ９４の場合は焼き付いたりするおそれがある。
【０００６】
そこで、グリース切れによるスラストワッシャ９４の摩耗や焼き付きを防止するため、当該スラストワッシャ９４の片面または両面に、その全面にグリースを行き渡らせるための溝を設けることが一般的に行われる（例えば特許文献１参照）。また、金属同士の摺動面の一方に微小なディンプル（凹部）を形成することで、グリース等の潤滑剤の保持性を高めることも知られており（例えば特許文献２参照）、この技術を応用して、グリース切れによるスラストワッシャ９４の摩耗や焼き付きを防止することも考えられる。
【特許文献１】特開２０００−１４５８０６号公報（請求項１、第０００２欄〜第０００５欄、図２）
【特許文献２】特開２００３−１３７１０号公報（請求項１、第０００６欄〜第０００８欄、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、高負荷が加えられた状態で、低速で回転する鉄鋼圧延機用の駆動軸等に組み込んで使用する十字軸継手においては、たとえ上記のような対策を施したとしても、その効果が十分に得られず、グリース切れによるスラストワッシャ９４の摩耗や焼き付きが発生しやすいという問題がある。
この原因としては、高負荷での回転を繰り返すと、トラニオン軸９１１の内側軌道面９１２、ころ９３、および軸受ケース９２の外側軌道面９２２が摩耗して、トラニオン軸９１１ところ９３と凹部９２１との間の隙間が大きくなって、十字軸継手の回転時に、トラニオン軸９１１の中心軸と、軸受ケース９２の凹部９２１の中心軸とがずれることが考えられる。
【０００８】
すなわち、図７を参照して、トラニオン軸９１１ところ９３と凹部９２１との間の隙間が大きくなると、十字軸継手の回転時に、トラニオン軸９１１の中心軸Ｃ１と、軸受ケース９２の凹部９２１の中心軸Ｃ２とが、十字軸９１の中心点を中心として回転方向に僅かなずれを生じ、このずれに伴って、トラニオン軸９１１からスラストワッシャ９４に加えられるスラスト荷重が、十字軸継手の回転方向の前方側と後方側とで不均一化する。
【０００９】
詳しく説明すると、十字軸９１が入力軸側、軸受ケース９２が出力軸側であって、十字軸継手が図において時計回り方向に回転する際には、十字軸９１が、軸受ケース９２に対して、両中心軸軸Ｃ１、Ｃ２のずれの分だけ先行して回転することになるため、トラニオン軸９１１からスラストワッシャ９４に加えられるスラスト荷重は、回転方向前方側（図において左側）で小さく、後方側（図において右側）で大きくなる。逆に、十字軸９１が出力軸側、軸受ケース９２が入力軸側であって、十字軸継手が図において反時計回り方向に回転する際には、軸受ケース９２が、十字軸９１に対して、両中心軸軸Ｃ１、Ｃ２のずれの分だけ先行して回転することになるため、トラニオン軸９１１からスラストワッシャ９４に加えられるスラスト荷重は、回転方向前方側（図において左側）で大きく、後方側（図において右側）で小さくなる。
【００１０】
そして、スラスト荷重が大きくなった側で、グリースが、トラニオン軸９１１の先端面９１３とスラストワッシャ９４との摺動面から押し出されてグリース切れを生じて、摩耗や焼き付きが発生する。
また、図６を参照して、十字軸継手の回転時に、十字軸９１は、その全体が、上記隙間の分だけ鉛直方向下方側にずれながら回転することから、回転によって下方側に位置した軸受ケース９２内のスラストワッシャ９４にかかるスラスト荷重に、十字軸継手とそれに接続された軸の重みが加わって、グリースが、トラニオン軸９１１の先端面９１３とスラストワッシャ９４との摺動面から押し出されてグリース切れを生じて、摩耗や焼き付きが発生する。
【００１１】
なお、グリース切れによる摩耗や焼き付きの問題はスラストワッシャ９４に限らず、十字軸継手の回転時に、内外両軌道面９１２、９２２間で、一定回転数分の左右動を繰り返すころ９３の両端面９３１、９３２をガイドするころワッシャ９５、ころガイド９６においても発生する。また、グリース切れによる摩耗や焼き付きの問題は、上で説明したように、鉄鋼圧延機用の駆動軸に組み込む等して、高負荷が加えられた状態で、低速で回転させる十字軸継手において顕著に発生するが、その他の用途、例えば鉄道車輌や自動車等の駆動軸に組み込んで、より低負荷で、高速回転させる十字軸継手においても問題となる。そこで、グリース切れが生じても、応急的に摺動を維持して、直ちに摩耗や焼き付きを生じない十字軸継手が求められている。
【００１２】
本発明の目的は、たとえグリース切れが生じても、応急的に摺動を維持して、スラストワッシャやころワッシャ、ころガイド等の、トラニオン軸ところとをそれぞれの軸方向に支持または案内する部材（支持案内部材）が直ちに摩耗や焼き付きを生じない十字軸継手を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、円柱状の４つのトラニオン軸を十字状に配設した形状を有する十字軸と、各トラニオン軸を個別に受容する有底円筒状の凹部を有する４つの軸受ケースとを備え、かつ各トラニオン軸の、円柱の外周面に設けられる内側軌道面と、この内側軌道面と一定の間隔をあけて対向するように、各軸受ケースの凹部の筒状の内周面に設けられる外側軌道面との間に、その軸線をトラニオン軸と平行に向けて複数のころが配設される十字軸継手であって、上記トラニオン軸ところとを、それぞれの軸方向に支持または案内する支持案内部材を有すると共に、この支持案内部材の、トラニオン軸またはころを支持または案内する面、およびトラニオン軸またはころの、支持案内部材によって支持または案内される面のうちの少なくとも一方が、ビッカース硬さＨｖが１０００以上、摩擦係数μが０．２５以下の被膜によって被覆されていることを特徴とすものである。
【００１４】
なお、上記の特性を満足する被膜としては、ダイヤモンドライクカーボン膜、窒化クロム膜、または窒化チタン膜が好ましい。
支持案内部材としては、トラニオン軸の先端面と軸受ケースの凹部の底面との間に配設されるスラストワッシャが挙げられ、このスラストワッシャの、トラニオン軸の先端面と当接する面、およびトラニオン軸の、スラストワッシャと当接する先端面のうちの少なくとも一方が、ビッカース硬さＨｖが１０００以上、摩擦係数μが０．２５以下の被膜によって被覆されているのが好ましい。
【００１５】
また、支持案内部材としては、ころの、トラニオン軸の先端面側の端面と、軸受ケースの凹部の底面との間に配設されるころワッシャが挙げられ、このころワッシャの、ころの端面と対向する面、およびころの、ころワッシャと対向する端面のうちの少なくとも一方が、ビッカース硬さＨｖが１０００以上、摩擦係数μが０．２５以下の被膜によって被覆されているのが好ましい。
【００１６】
さらに、支持案内部材としては、軸受ケースの凹部の入口に配設されて、ころの、トラニオン軸の先端面側と反対側の端面と当接するころガイドが挙げられ、このころガイドの、ころの端面と当接する面、およびころの、ころガイドと当接する端面のうちの少なくとも一方が、ビッカース硬さＨｖが１０００以上、摩擦係数μが０．２５以下の被膜によって被覆されているのが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、支持案内部材の、トラニオン軸またはころを支持または案内する面、およびトラニオン軸またはころの、支持案内部材によって支持または案内される面のうちの少なくとも一方を、ビッカース硬さＨｖが１０００以上という高い硬度を有し、グリース切れが発生しても短時間で摩耗されて消滅してしまわない強固な被膜によって被覆していると共に、当該被膜が、摩擦係数μが０．２５以下という良好な摺動性を有していることから、たとえグリース切れが発生しても、上記両面の摺動を応急的に維持して、摩耗や焼き付きを防止することが可能となる。
【００１８】
また、上記被膜としてダイヤモンドライクカーボン膜（ＤＬＣ膜）、窒化クロム膜、または窒化チタン膜を形成した場合には、これらの膜が、それぞれ高い硬度と良好な摺動性とを有すると共に、これらの特性に起因して高い耐摩耗性、耐焼き付き性を有することから、グリース切れが生じた際に摩耗や焼き付きが発生するのを防止する効果をより一層、向上することができる。
【００１９】
本発明の構成は、スラストワッシャの、トラニオン軸の先端面と当接する面、およびトラニオン軸の、スラストワッシャと当接する先端面のうちの少なくとも一方に適用することができる。また、ころワッシャの、ころの端面と対向する面、およびころの、ころワッシャと対向する端面のうちの少なくとも一方に適用することもできる。さらに、ころガイドの、ころの端面と当接する面、およびころの、ころガイドと当接する端面のうちの少なくとも一方に適用することもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図１(a)は、本発明の一実施形態にかかる十字軸継手の一部切り欠き正面図、図１(b)は、上記十字軸継手に用いるスラストワッシャの斜視図である。また、図２は、上記十字軸継手の一部切り欠き分解斜視図である。
図１(a)および図２を参照して、この例の十字軸継手は、円柱状の４つのトラニオン軸１１を十字状に配設した形状を有する十字軸１と、各トラニオン軸１１を受容する有底円筒状の凹部２１を有する４つの軸受ケース２とを備えると共に、各トラニオン軸１１の、円柱の外周面に設けられる内側軌道面１２と、この内側軌道面１２と一定の間隔をあけて対向するように、各軸受ケース２の凹部２１の筒状の内周面に設けられる外側軌道面２２との間の空間内に、その軸線をトラニオン軸１１の軸線と平行に向けて複数のころ３が配設された構造を有している。上記各部は、従来同様に、いずれも軸受鋼等の金属によって形成される。
【００２１】
各トラニオン軸１１の先端面１３と軸受ケース２の凹部２１の底面２３との間には、両者の間に介在して、トラニオン軸１１をその軸方向に支持するためのスラストワッシャ４が配設され、ころ３の、トラニオン軸１１の先端面１３側の端面３１と、軸受ケース２の凹部２１の底面２３との間には、両者の間に介在して、ころ３をその軸方向に案内するためのころワッシャ５が配設される。また、軸受ケース２の凹部２１の入口２４には、ころ３の、トラニオン軸１１の先端面側と反対側の端面３２と当接することで、ころ３をその軸方向に支持するためのころガイド６が配設される。さらに、ころガイド６とトラニオン軸１１との間には、ころ３が配設される内側軌道面１２と外側軌道面２２との間の空間にグリースを充てんした状態で、外部から遮蔽するためのオイルシール７が嵌め合わされる。
【００２２】
スラストワッシャ４は、例えばポリアセタール〔ポリプラスチック(株)製のジュラコン（登録商標）等〕などの、いわゆるエンジニアリングプラスチックや、あるいは金属等によって形成される。また、ころワッシャ５やころガイド６は、金属によって形成される。
図２を参照して、上記十字軸継手は、図において、十字軸１の中心点を挟んで上下方向に伸びる２つのトラニオン軸１１に嵌め合わせた２つの軸受ケース２を、連結すべき一対の軸のうち手前側の軸の軸端に設けたヨークＹに固定し、かつ十字軸１の中心点を挟んで上記と直交する左右方向に伸びる２つのトラニオン軸１１に嵌め合わせた２つの軸受ケース２を向こう側の軸の軸端に設けたヨークＹに固定することによって、上記両軸を、例えばその軸線を交差させた状態で、回転可能に接続するために用いられる。
【００２３】
軸受ケース２とヨークＹとは、いずれの軸の側においても、軸受ケース２の、固定するヨークＹ側の側面に設けた突起２５を、ヨークＹの、十字軸継手と対向する端面Ｙ１から突設したヨーク爪Ｙ２間の凹部Ｙ３に嵌め合わせて、軸の回転方向への移動を規制しながら、各軸受ケース２の、突起２５の両側に設けた、当該軸受ケース２を軸方向に貫通する一対の通孔２６にねじＢを挿通して、ヨークＹの端面Ｙ１に設けたねじ穴Ｙ４にねじ込むことによって固定される。
【００２４】
図１(a)(b)を参照して、この例の十字軸継手においては、上記各部のうち、トラニオン軸１１ところ３とをそれぞれの軸方向に支持または案内する支持案内部材としての、スラストワッシャ４の、トラニオン軸１１の先端面１３と当接する面４１、ころワッシャ５の、ころ３の端面３１と対向する面５１、およびころガイド６の、ころ３の端面３２と当接する面６１が、それぞれ、前記のように、ビッカース硬さＨｖが１０００以上、摩擦係数μが０．２５以下の被膜８によって被覆されている。
【００２５】
ただし、本発明においては、上記各部材のうち少なくとも１つの部材、例えばスラストワッシャ４の面４１のみが、被膜８によって被覆されているだけでもよい。また、本発明においては、上記各面と当接または対向するトラニオン軸１１の先端面１３や、ころ３の両端面３１、３２が、被膜８によって被覆されていてもよい。この場合、互いに当接または対向する２面のうちいずれか一方の面のみが被膜８によって被覆されているだけでも、先に述べた被膜８の機能によって、グリース切れが生じた際に、応急的に両面間の摺動を維持して、摩耗や焼き付き等を防止することはできる。したがって、被膜８を被覆した面と当接または対向する他の面は、被膜８によって被覆しなくてもよい。しかし、グリース切れが生じた際に良好な摺動を維持して、摩耗や焼き付き等を防止する効果をより一層、向上することを考慮すると、摺動させる両面に、被膜８を被覆することもできる。
【００２６】
以上をまとめると、本発明においては、
(i)  スラストワッシャ４の、トラニオン軸１１の先端面１３と当接する面４１、およびトラニオン軸１１の、スラストワッシャ４と当接する先端面１３のうちの少なくとも一方、
(ii)  ころワッシャ５の、ころ３の端面３１と対向する面５１、およびころ３の、ころワッシャ５と対向する端面３１のうちの少なくとも一方、並びに
(iii)  ころガイド６の、ころ３の端面３２と当接する面６１、およびころ３の、ころガイド６と当接する端面３２のうちの少なくとも一方、
のうちの少なくとも１面が、前記のように、ビッカース硬さＨｖが１０００以上、摩擦係数μが０．２５以下の被膜８によって被覆されていればよい。
【００２７】
ビッカース硬さＨｖが１０００以上で、かつ摩擦係数μが０．２５以下である被膜８としては、これらの特性を満足する種々の、主として無機の被膜８がいずれも使用可能であるが、特に、ＤＬＣ膜、窒化クロム膜、または窒化チタン膜が好ましい。
このうち、ＤＬＣ膜は、例えばスパッタリング法等の、従来公知の種々の気相成長法によって成膜することができる。スパッタリング法によるＤＬＣ膜の成膜方法の例を挙げると、圧力が１．３３×１０−１〜１．３３×１０２Ｐａとなるようにアルゴンガス、炭化水素ガス等の導入ガスを導入したチャンバ内で、ターゲットとしての炭素に対して、電圧１００〜２００Ｖ、電流２〜１０Ａ程度の条件で放電処理を行うことにより、前記(i)〜(iii)のいずれかの表面に炭素を蒸着させる。そうすると、これらの表面に、グラファイト（ＳＰ２）構造とダイヤモンド（ＳＰ３）構造とが共存した非晶質構造からなるＤＬＣ膜が形成される。
【００２８】
また、他の成膜方法の例としては、ベンゼンを原料ガスとしたイオンビーム蒸着によるイオンプレーティング法等の物理蒸着（ＰＶＤ）法や、成膜ガスとして炭化水素化合物を用いたプラズマＣＶＤ法等の化学蒸着（ＣＶＤ）法等が挙げられる。また、プラズマジェットを利用したプラズマ溶射等の溶射法を採用することもできる。
また、ＤＬＣ膜にタングステンを含有させることによって、当該ＤＬＣ膜の下地に対する密着性を向上させると共に、摩擦係数μを低下させることができる。また、下地にケイ素膜、クロム膜等を形成した上にＤＬＣ膜を積層することでも、当該ＤＬＣ膜の密着性を向上させると共に、摩擦係数μを低下させることができる。
【００２９】
窒化クロム膜は、例えばターゲットとしてクロム、窒化クロム等を用い、かつ窒素ガス等の含窒素ガスを導入ガスとして用いた反応性スパッタリング法、蒸発源としてクロム、窒化クロム等を用い、かつ窒素ガス等の含窒素ガスを導入ガスとして用いた反応性イオンプレーティング法等によって成膜することができる。
窒化チタン膜についても同様であって、例えばターゲットとしてチタン、窒化チタン等を用い、かつ窒素ガス等の含窒素ガスを導入ガスとして用いた反応性スパッタリング法、蒸発源としてチタン、窒化チタン等を用い、かつ窒素ガス等の含窒素ガスを導入ガスとして用いた反応性イオンプレーティング法等によって成膜することができる。
【００３０】
また、ＤＬＣ膜と同様に、下地にケイ素膜、クロム膜等を形成した上に窒化クロム膜、窒化チタン膜を積層することによって、これらの膜の、下地に対する密着性を向上させると共に、摩擦係数μを低下させることもできる。
被膜８の膜厚は特に限定されないが、高い硬度と良好な摺動性とを有すると共に、これらの特性に起因して高い耐摩耗性、耐焼き付き性とを発揮しうる被膜８を形成することを考慮すると、いずれの膜も、１〜５μｍであるのが好ましい。
【実施例】
【００３１】
以下に、実施例に基づいて本発明を説明する。
ＤＬＣ膜の形成：
動力伝達面のモデルとしての、ステンレス鋼ＳＵＳ４４０Ｃ製の基板の片面に、プラズマＣＶＤ法、またはスパッタリング法によって、表１に示すサンプル１〜３のＤＬＣ膜を形成した。なお、表中、成膜方法の欄のＰ−ＣＶＤはプラズマＣＶＤ法、ＰＶＤはスパッタリング法を示す。
【００３２】
【表１】
2006017283.tif 000003
【００３３】
すべり試験：
図３に示すように、上記各サンプルの基板９０を、ＤＬＣ膜９１を形成した面を上にして、回転軸Ｓの先端に固定し、次いで５／３２”のＳＵＪ２玉Ｂを、自転しないように固定した状態で、図中に白矢印で示すように１．０ＧＰａの荷重をかけてＤＬＣ膜９１の表面に圧接しながら、回転軸Ｓを摺動速度０．１ｍ／ｓで回転させた。そして、ＤＬＣ膜９１とＳＵＪ２玉Ｂとの摺動距離が３６０ｍに達するまで回転させて、試験最終時に、ＳＵＪ２玉Ｂに、基板９０の回転方向に加わった応力から、摩擦係数μを求めた。また、試験終了後に、ＤＬＣ膜９１の表面に発生した摩耗痕跡の長さを測定した。上記の試験は、比較のため表面にＤＬＣ膜９１を形成していない、ステンレス鋼ＳＵＳ４４０Ｃ製の基板９０に対しても行った。結果を表２に示す。なお、表中、サンプルの欄のＳＵＳは、ＤＬＣ膜９１を形成していないステンレス鋼製の基板を示す。
【００３４】
【表２】
2006017283.tif 000004
【００３５】
表より、ステンレス鋼製の基板の表面にＤＬＣ膜を形成することで、摩擦係数を大きく低減できること、摺動による摩耗を防止できることが確認された。また、各サンプルを比較すると、ＤＬＣ膜にタングステンを含有させることによって、当該ＤＬＣ膜の下地に対する密着性を向上させると共に、摩擦係数μを低下できること、下地にケイ素膜、クロム膜を形成した上にＤＬＣ膜を積層することによって、ＤＬＣ膜の密着性を向上させると共に、摩擦係数μを低下できることもわかった。
【００３６】
転がり試験：
図４に示すように、上記各サンプルの基板９０を、ＤＬＣ膜９１を形成した面を上にして、潤滑油としてスピンドル油（６．６ｍｍ２／ｓ）Ｌを満たした容器Ｃ中に浸漬し、次いでＤＬＣ膜９１の上に、スラスト玉軸受を構成する３／８”のＳＵＪ２玉Ｂ（１１個）と保持器Ｒと内輪ＩＲとを組み立てると共に、内輪ＩＲに回転軸Ｓを取り付けた。そして、図中に白矢印で示すように、ＳＵＪ２玉Ｂを、一定の接触面圧でＤＬＣ膜９１の表面に圧接しながら、回転軸Ｓを毎分１２００回の回転速度で最大１０８回転まで回転させて、ＤＬＣ膜９１が寿命に到るまでの回転回数を求める試験を、数段階の異なる接触面圧について繰り返し行った。結果を図５に示す。なお、サンプル３のＤＬＣ膜は、１０８回転まで回転させても寿命に到らず、図５に結果を記載できなかったが、長寿命であることが確認された。また、サンプル１、２を比較すると、下地にケイ素膜を形成した上にＤＬＣ膜を積層することによって、ＤＬＣ膜の寿命を向上できることもわかった。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】同図(a)は、本発明の一実施形態にかかる十字軸継手の一部切り欠き正面図、図(b)は、上記十字軸継手に用いるスラストワッシャの斜視図である。
【図２】上記十字軸継手の一部切り欠き分解斜視図である。
【図３】本発明の実施例において、ＤＬＣ膜のすべり試験を行った装置の概略を説明する図である。
【図４】本発明の実施例において、ＤＬＣ膜の転がり試験を行った装置の概略を説明する図である。
【図５】転がり試験において求めた、ＳＵＪ２玉の接触面圧と、ＤＬＣ膜が寿命に到るまでの回転回数との関係を示すグラフである。
【図６】従来の十字軸継手の一例を示す一部切り欠き正面図である。
【図７】上記十字軸継手の一部を拡大した断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１  十字軸
１１  トラニオン軸
１２  内側軌道面
１３  先端面
２  軸受ケース
２１  凹部
２２  外側軌道面
２３  底面
２４  入口
３  ころ
３１、３２  端面
４  スラストワッシャ（支持案内部材）
４１  面
５  ころワッシャ（支持案内部材）
５１  面
６  ころガイド（支持案内部材）
６１  面
８  被膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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